Localization for autonomous construction vehicles using monocular camera and AprilTag

Global Navigation Satellite System (GNSS) is commonly used to provide thelocation to navigate the vehicles in outdoor environment. However, GNSS is unreliablein some complex environment such as an open-pit mining environment.Although localization methods based on vision sensors have been proposed to...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Yu, Xiaodi
Format: Others
Language:English
Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2020
Subjects:
Online Access:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-277637
Description
Summary:Global Navigation Satellite System (GNSS) is commonly used to provide thelocation to navigate the vehicles in outdoor environment. However, GNSS is unreliablein some complex environment such as an open-pit mining environment.Although localization methods based on vision sensors have been proposed tosolve this problem, most of them use on-board cameras easily obscured by mudand dirt for autonomous construction vehicle applications.This thesis proposes to estimate the position of the autonomous construction vehicleswith o-board monocular cameras using the vision ducial marker April-Tags. This localization system is tested in indoor experiments and on an outdoortest track and the approach is evaluated using both static and dynamictests. The results show that the localization system successfully locate the autonomousconstruction vehicle with centimeter precision when the vehicle standsstill. However, the accuracy deteriorates considerably if there are sudden movementsof the vehicle. === Global Navigation Satellite System (GNSS) används ofta för att tillföra lokalis-erings och navigationsmöjlighet för fordon i utomhusmiljöer. GNSS är dock otillförlitligt i somliga miljöer, till exempel bergtäkter. Ä ven om det föreslagits lokaliseringsmetoder baserade på computer-vision som ersättare för GNSS så föreslår många sådana lösningar att kameror monteras på fordonen, vilket lätt kan resultera i att kameror täckas över av lera och smuts i en applikation såsom bergtäkter.Denna masteruppsats ämnar utforska möjligheten att uppskatta positionen hos ett självkörande anläggningsfordon med hjälp av en monokulärkamera monterad i maskinens omgivning och referensmärken av typen AprilTags monterade på maskinen. Lokaliseringssystemet med monokulärkamera och AprilTags prövas både i en experimentell miljö inomhus, samt på en autonom anläggningsmaskin på Volvo CEs testbana. Samtliga experiment delas in i statiska prov och dynamiska prov. Resultaten visar att lokaliseringssystemet finner den autonoma anläggningsmaskinens position med stor noggrannhet medan maskinen står stilla.Däremot försämras noggrannheten avsevärt vid plötslig rörelse.